El físico teórico Ben Tippett de la Universidad de Columbia Británica, junto con el astrofísico David Zang de la Universidad de Maryland, han creado lo que dicen es un modelo matemático funcional de una "máquina del tiempo" que utiliza el principio de curvatura del espacio-tiempo del universo. La investigación y los hallazgos de los científicos se publicaron en la revista Classical and Quantum Gravity.
Los científicos, basados en la teoría general de la relatividad, dedujeron un modelo matemático, al que llamaron TARDIS o Dominio retrógrado acausal transitable en el espacio-tiempo ("Zonas retrógradas acausales pasables en el espacio-tiempo"). Pero no se apresure a alegrarse por la oportunidad de visitar a su abuela fallecida en el pasado, dicen los científicos. Existe un problema que no permite verificar la exactitud de su modelo matemático, pero más sobre eso más adelante.
“La gente piensa que los viajes en el tiempo son ficción. De hecho, creemos que es imposible simplemente porque todavía no lo hemos intentado”, dice el físico teórico y matemático Ben Tippett.
"Sin embargo, una máquina del tiempo es posible, al menos matemáticamente", añade el científico.
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El modelo de los científicos se basa en la idea de la presencia de la cuarta dimensión del Universo, que es el tiempo. A su vez, esto nos permite asumir la existencia de un continuo espacio-tiempo en el que diferentes direcciones del espacio y el tiempo están conectadas por la estructura del Universo.
La teoría de la relatividad de Einstein vincula los efectos gravitacionales del universo con la curvatura del espacio-tiempo, el fenómeno detrás de las órbitas elípticas de planetas y estrellas. En presencia de un espacio-tiempo "plano" o no curvo, los planetas se moverían en línea recta. Sin embargo, la teoría de la relatividad dice que la geometría del espacio-tiempo se curva en presencia de objetos muy masivos, lo que hace que giren alrededor de las estrellas.
Tippett y Tsang creen que no solo el espacio puede curvarse en el universo. Bajo la influencia de un objeto con una gran masa, el tiempo también se puede curvar. Citan el espacio alrededor de los agujeros negros como ejemplo.
“El curso del movimiento del tiempo dentro del espacio-tiempo también se puede curvar. Los agujeros negros son un ejemplo. Cuanto más nos acercamos a ellos, más lento comienza a fluir para nosotros”, dice Tippett.
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“Mi modelo de una máquina del tiempo utiliza el espacio-tiempo curvo para hacer que el tiempo de los pasajeros sea un círculo en lugar de una línea. Y el movimiento en este círculo puede hacernos retroceder en el tiempo.
Para probar la hipótesis, los científicos proponen crear algo parecido a una burbuja que pueda llevar a todos los que estarán en ella a través del tiempo y el espacio a lo largo de una trayectoria curva. Si esta burbuja se mueve a una velocidad superior a la de la luz (según los científicos, esto también es matemáticamente posible), esto permitirá que todos los que están en la burbuja retrocedan en el tiempo.
La idea se vuelve más clara cuando observa el esquema propuesto por Tippet. Hay dos personajes en él: uno está dentro de la burbuja / máquina del tiempo (persona A), el otro es un observador externo que está fuera de la burbuja (persona B).
La flecha del tiempo, que en condiciones normales (es decir, en nuestro Universo) siempre avanza, en el esquema presentado hace que el pasado se convierta en presente (indicado por flechas negras). Según el científico, cada una de estas personas sentirá el movimiento del tiempo de manera diferente:
“Dentro de la burbuja, el objeto A verá que los eventos de B cambian periódicamente y luego se invierten. Fuera de la burbuja, el observador B verá que dos versiones de A salen del mismo lugar: la manecilla de las horas gira a la derecha y la otra a la izquierda.
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En otras palabras, un observador externo verá dos versiones de objetos dentro de una máquina del tiempo: una versión evolucionará hacia adelante en el tiempo y la otra hacia atrás.
Todo suena, por supuesto, muy interesante, pero Tippett y Zang dicen que no hemos alcanzado tal nivel de tecnología como para que esta hipótesis pueda ser probada en la práctica. Simplemente no disponemos de materiales adecuados para la construcción de una máquina del tiempo así.
“Si bien podría funcionar desde un punto de vista matemático, no podemos construir una máquina de este tipo para viajar en el espacio-tiempo, ya que no tenemos los materiales necesarios para ello. Y aquí se requieren materiales exóticos. Permitirán que el espacio-tiempo se doble. Desafortunadamente, la ciencia aún no ha inventado nada de eso”, dice Tippett.
La idea de Tippett y Zang se hace eco de otra idea de una máquina del tiempo, la llamada burbuja de Alcubierre, que también debería utilizar materiales exóticos para moverse en el espacio y el tiempo. Solo que en este caso no estamos hablando de movimiento circular en el campo del espacio-tiempo, sino de movimiento al comprimir el espacio frente a usted y expandirlo detrás.
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Previamente:
Los físicos de la Universidad de Queensland en Australia se han propuesto un desafío.
Simule un experimento informático que demostrará la posibilidad de un viaje en el tiempo a nivel cuántico, predicho en 1991.
Consiguieron simular el comportamiento de un solo fotón, que pasa a través de un agujero de gusano en el espacio-tiempo al pasado y entra en interacción consigo mismo.
Tal trayectoria de una partícula se llama curva de tiempo cerrada: el fotón regresa al punto original del espacio-tiempo, es decir, su línea del mundo se cierra.
Los investigadores analizaron dos escenarios. En el primero de ellos, la partícula atraviesa el lunar, regresa a su pasado e interactúa consigo misma. En el segundo escenario, el fotón, encerrado para siempre en una curva temporal cerrada, interactúa con otra partícula ordinaria.
Según los científicos, su trabajo supondrá una importante contribución a la unificación de dos grandes teorías físicas, que hasta ahora tenían poco en común: la teoría general de la relatividad (GR) de Einstein y la mecánica cuántica.
La teoría de Einstein describe el mundo de las estrellas y las galaxias, mientras que la mecánica cuántica estudia principalmente las propiedades de las partículas, átomos y moléculas elementales.
- Martin Ringbauer, Universidad de Queensland
La relatividad general de Einstein admite la posibilidad de que un objeto viaje hacia atrás en el tiempo, que cae en una curva cerrada similar al tiempo. Sin embargo, tal posibilidad puede causar una serie de paradojas: un viajero en el tiempo puede, por ejemplo, impedir que sus padres se reúnan, y esto hará que sea imposible para su propio nacimiento.
En 1991, se sugirió por primera vez que el viaje en el tiempo en el mundo cuántico podría eliminar tales paradojas, ya que las propiedades de las partículas cuánticas no están definidas con precisión, de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg.
En un experimento informático, los científicos australianos fueron los primeros en estudiar el comportamiento de las partículas cuánticas en un escenario similar. Al mismo tiempo, se revelaron nuevos efectos interesantes, cuya aparición es imposible en la mecánica cuántica estándar.
Por ejemplo, resultó que es posible distinguir con precisión los diferentes estados de un sistema cuántico, lo cual está completamente fuera de discusión si se mantiene dentro del marco de la teoría cuántica.
